一种多功能外骨骼机器人制造技术

一种多功能外骨骼机器人，包括上部支撑结构和下肢组件，所述下肢组件对称设于所述上部支撑结构的左右两侧，所述下肢组件至少包括一个关节和该关节所连接的两个下肢构件；所述多功能外骨骼机器人还包括与所述下肢组件电连接的轮式变形转运模块；所述轮式变形转运模块，包括可与所述下肢组件相连接的至少两个动力轮，所述下肢组件还包括关节锁止件，所述关节锁止件可以在所述关节处锁定该关节所连接的呈固定角度的下肢构件；至少有一个所述下肢构件设有用于与转运平台相连接的预安装固定结构，至少有一个所述下肢构件设有用于连接所述动力轮的快速拆装组件。

A multifunctional exoskeleton robot

【技术实现步骤摘要】
一种多功能外骨骼机器人
本技术属于外骨骼机器人领域，具体涉及一种多功能外骨骼机器人。
技术介绍
可穿戴型外骨骼机器人是基于机械学、传感器技术、生物医学、计算机技术和智能控制技术等的典型的人机一体化系统，可以给穿戴者提供支撑、或保护、或负重、或助力等帮助；在军事、康复医疗和护理、紧急救援和生物医学等领域具有广阔的发展前景。随着仿生机构学、信息处理、控制理论和通讯等技术的不断发展，外骨骼机器人也在逐步发展并不断的更新换代，但是，现有的外骨骼机器人结构复杂、体型笨重，且一般只有一个固定的模式来辅助穿戴者负重、或做康复锻炼、或作为假肢，不能满足不同穿戴者的要求。尤其是在军队卫勤领域，外骨骼机器人和操作者组成的人机一体化系统需要能够对环境有更大的适应能力。提高可穿戴型外骨骼机器人在新的军事变革下的卫勤装备的兼容性，是军队军事科技变革的一个重要课题。目前兼容新形势下的军队卫勤装备的多用途外骨骼机器人的研发变得越来越迫切。
技术实现思路
为弥补上述领域存在的不足，本技术提供一种可变形的多功能外骨骼机器人，即可用于卫勤士兵或特殊人员的行走助力及负重，又可直接转换模式与其他设备连接用于伤员的转运或物品平台的转运或伤员的辅助行走。本技术通过以下技术方案实现：一种多功能外骨骼机器人，包括上部支撑结构和下肢组件，所述下肢组件对称设于所述上部支撑结构的左右两侧，所述下肢组件至少包括一个关节和该关节所连接的两个下肢构件；所述多功能外骨骼机器人还包括与所述下肢组件电连接的轮式变形转运模块；<br>所述轮式变形转运模块，包括可与所述下肢组件相连接的至少两个动力轮；所述下肢组件还包括关节锁止件，所述关节锁止件可以在所述关节处锁定该关节所连接的呈固定角度的下肢构件；至少有一个所述下肢构件设有用于与转运平台相连接的预安装固定结构，至少有一个所述下肢构件设有用于连接所述动力轮的快速拆装组件。作为优选，所述下肢组件包括髋部杆件、大腿杆件、连接所述髋部杆件与所述大腿杆件的电动机械髋关节；或所述下肢组件包括大腿杆件、小腿杆件、连接所述大腿杆件与所述小腿杆件的电动机械膝关节；或所述下肢组件包括小腿杆件、足部构件、连接所述小腿杆件与所述足部构件的电动机械踝关节；或所述下肢组件包括髋部杆件、大腿杆件、小腿杆件、连接所述髋部杆件与所述大腿杆件的电动机械髋关节、连接所述大腿杆件与所述小腿杆件的电动机械膝关节；或所述下肢组件包括大腿杆件、小腿杆件、足部构件、连接所述大腿杆件与所述小腿杆件的电动机械膝关节、连接所述小腿杆件与所述足部构件的电动机械踝关节；或所述下肢组件包括髋部杆件、大腿杆件、小腿杆件、足部构件、连接所述髋部杆件与所述大腿杆件的电动机械髋关节、连接所述大腿杆件与所述小腿杆件的电动机械膝关节、连接所述小腿杆件与所述足部构件的电动机械踝关节。作为优选，所述足部构件与所述电动机械踝关节通过快速拆装组件相连；所述关节锁止件包括用于将所述小腿杆件相对所述大腿杆件在一定角度锁定的膝关节锁止件，和/或用于将所述髋部杆件相对所述大腿杆件在一定角度锁定的髋关节锁止件。作为优选，所述预安装固定结构设于所述大腿杆件和/或所述电动机械膝关节；所述下肢组件还包括设于所述髋部杆件用于与穿戴者交互的腰部绑带、和/或设于所述大腿杆件用于与穿戴者交互的大腿绑带、和/或设于所述小腿杆件用于与穿戴者交互的小腿绑带。作为优选，上述多功能外骨骼机器人，还包括上部支撑结构，所述上部支撑结构包括设于所述髋部杆件上方的硬质背板，所述硬质背板左右两侧对称设有动力轮快速安装结构。作为优选，所述电动机械髋关节、和/或所述电动机械膝关节、和/或所述电动机械踝关节为三铰链电缸驱动结构；所述三铰链电缸驱动结构包括三个铰链和和驱动电缸，用于连接并驱动所述关节连接的两个下肢构件相对转动。作为优选，所述电动机械髋关节包括髋关节驱动电缸、第一铰链、第二铰链和第三铰链，所述髋部杆件的前端与所述大腿杆件的上端通过第一铰链直接相铰接；所述髋关节驱动电缸的缸体通过第二铰链与所述髋部杆件中间偏后的位置相铰接，所述髋关节驱动电缸的电动推杆通过第三铰链与所述大腿杆件的中间偏上位置相铰接；和/或所述电动机械膝关节包括第四铰链、第五铰链、第六铰链和膝关节驱动电缸；所述大腿杆件的下端与所述小腿杆件的上端通过第四铰链直接相铰接；所述膝关节驱动电缸的缸体通过第五铰链与所述大腿杆件中间偏上位置相铰接，所述膝关节驱动电缸的电动推杆通过第六铰链与所述小腿杆件的中间偏上的位置相铰接；和/或所述电动机械踝关节包括第七铰链、第八铰链、第九铰链和踝关节驱动电缸；所述小腿杆件的下端与所述足部构件的外侧的中间位置通过第七铰链直接或间接相铰接；所述踝关节驱动电缸的缸体通过第八铰链与所述小腿杆件中间偏上位置且在所述第六铰链的下方的位置相铰接，所述膝关节驱动电缸的电动推杆通过第九铰链与所述足部构件的外侧的中间靠后位置直接或间接相铰接。作为优选，所述第一铰链与所述第三铰链的一端与所述快速拆装组件固定连接；和/或所述第七铰链与所述第九铰链的一端与所述快速拆装组件固定连接；和/或所述第七铰链与所述第九铰链的一端与所述快速拆装组件固定连接。作为优选，所述动力轮为可折叠动力轮；在腿式多关节助力模块工作时，所述可折叠动力轮为折叠态；在轮式变形转运模块工作时，所述可折叠动力轮为展开态。作为优选，所述可折叠动力轮包括可折叠的轮子及设于所述可折叠轮子轴心处用于驱动所述可折叠轮子转动的电动机；或者所述可折叠动力轮包括轮毂电机和设于所述轮毂电机外围的可折叠式轮毂及用于包裹所述可折叠式轮毂的轮圈和/或轮胎；或者所述可折叠动力轮包括可折叠式轮毂电机和设于所述轮毂电机外围的轮圈和/或轮胎；或者所述可折叠动力轮包括可折叠式轮毂电机和设于所述轮毂电机外围的可折叠式轮圈和/或轮胎；或者所述可折叠动力轮包括轮机一体式可折叠轮毂电机，所述轮机一体式可折叠轮毂电机包括处于中心位置的轮毂电机或可折叠轮毂电机、和/或围绕所述轮毂电机或可折叠轮毂电机设置的可折叠式轮毂、和/或围绕所述轮毂电机或可折叠轮毂电机设置的轮胎或可折叠轮胎。作为优选，所述多功能外骨骼机器人还包括腿式多关节助力模块，所述腿式多关节助力模块包括设于所述腰部绑带、和/或所述大腿绑带、和/或所述小腿绑带的内部的柔性PCB控制模块，所述柔性PCB控制模块包括肌肉变形检测传感器、位置姿态检测传感器、电缸驱动控制器。作为优选，所述转运平台包括急救担架，所述急救担架两侧的担架杆上设有与所述预安装固定结构相配合的紧固结构。作为优选，所述上部支撑结构还包括背包，所述硬质背板包括腰部背板和位于所述腰部背板上方一定距离处的背包背板；所述背包背板设于所述背包的后侧；所述髋部杆件的后端部通过所述腰部背板相连，所述腰部背板的上部的中间位置通过铰链连接所述背包背板底部的中间位置，所述腰部背板的上部的左右两侧通过弹性支撑元件连接所述背包背板底本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能外骨骼机器人，包括上部支撑结构和下肢组件，所述下肢组件对称设于所述上部支撑结构的左右两侧，其特征在于，所述下肢组件至少包括一个关节和该关节所连接的两个下肢构件；所述多功能外骨骼机器人还包括与所述下肢组件电连接的轮式变形转运模块；所述轮式变形转运模块，包括可与所述下肢组件相连接的至少两个动力轮，所述下肢组件还包括关节锁止件，所述关节锁止件可以在所述关节处锁定该关节所连接的呈固定角度的下肢构件；至少有一个所述下肢构件设有用于与转运平台相连接的预安装固定结构，至少有一个所述下肢构件设有用于连接所述动力轮的快速拆装组件。/n

【技术特征摘要】
1.一种多功能外骨骼机器人，包括上部支撑结构和下肢组件，所述下肢组件对称设于所述上部支撑结构的左右两侧，其特征在于，所述下肢组件至少包括一个关节和该关节所连接的两个下肢构件；所述多功能外骨骼机器人还包括与所述下肢组件电连接的轮式变形转运模块；所述轮式变形转运模块，包括可与所述下肢组件相连接的至少两个动力轮，所述下肢组件还包括关节锁止件，所述关节锁止件可以在所述关节处锁定该关节所连接的呈固定角度的下肢构件；至少有一个所述下肢构件设有用于与转运平台相连接的预安装固定结构，至少有一个所述下肢构件设有用于连接所述动力轮的快速拆装组件。


2.根据权利要求1所述的多功能外骨骼机器人，其特征在于，所述下肢组件包括髋部杆件、大腿杆件、连接所述髋部杆件与所述大腿杆件的电动机械髋关节；或所述下肢组件包括大腿杆件、小腿杆件、连接所述大腿杆件与所述小腿杆件的电动机械膝关节；或所述下肢组件包括小腿杆件、足部构件、连接所述小腿杆件与所述足部构件的电动机械踝关节；或所述下肢组件包括髋部杆件、大腿杆件、小腿杆件、连接所述髋部杆件与所述大腿杆件的电动机械髋关节、连接所述大腿杆件与所述小腿杆件的电动机械膝关节；或所述下肢组件包括大腿杆件、小腿杆件、足部构件、连接所述大腿杆件与所述小腿杆件的电动机械膝关节、连接所述小腿杆件与所述足部构件的电动机械踝关节；或所述下肢组件包括髋部杆件、大腿杆件、小腿杆件、足部构件、连接所述髋部杆件与所述大腿杆件的电动机械髋关节、连接所述大腿杆件与所述小腿杆件的电动机械膝关节、连接所述小腿杆件与所述足部构件的电动机械踝关节。


3.根据权利要求2所述的多功能外骨骼机器人，其特征在于，所述足部构件与所述电动机械踝关节通过快速拆装组件相连；所述关节锁止件包括用于将所述小腿杆件相对所述大腿杆件在一定角度锁定的膝关节锁止件，和/或用于将所述髋部杆件相对所述大腿杆件在一定角度锁定的髋关节锁止件。


4.根据权利要求2或3所述的多功能外骨骼机器人，其特征在于，所述预安装固定结构设于所述大腿杆件和/或所述电动机械膝关节；所述下肢组件还包括设于所述髋部杆件用于与穿戴者交互的腰部绑带、和/或设于所述大腿杆件用于与穿戴者交互的大腿绑带、和/或设于所述小腿杆件用于与穿戴者交互的小腿绑带。


5.根据权利要求2或3所述的多功能外骨骼机器人，其特征在于，还包括上部支撑结构，所述上部支撑结构包括设于所述髋部杆件上方的硬质背板，所述硬质背板左右两侧对称设有动力轮快速安装结构。


6.根据权利要求2或3所述的多功能外骨骼机器人，其特征在于，所述电动机械髋关节、和/或所述电动机械膝关节、和/或所述电动机械踝关节为三铰链电缸驱动结构；所述三铰链电缸驱动结构包括三个铰链和和驱动电缸，用于连接并驱动所述关节连接的两个下肢构件相对转动。


7.根据权利要求6所述的多功能外骨骼机器人，其特征在于，所述电动机械髋关节包括髋关节驱动电缸、第一铰链、第二铰链和第三铰链，所述髋部杆件的前端与所述大腿杆件的上端通过第一铰链直接相铰接；所述髋关节驱动电缸的缸体通过第二铰链与所述髋部杆件中间偏后的位置相铰接，所述髋关节驱动电缸的电动推杆通过第三铰链与所述大腿杆件的中间偏上位置相铰接；和/或所述电动机械膝关节包括第四铰链、第五铰链、第六铰链和膝关节驱动电缸；所述大腿杆件的下端与所述小腿杆件的上端通过第四铰链直接相铰接；所述膝关节驱动电缸的缸体通过第五铰链与所述大腿杆件中间偏上位置相铰接，所述膝关节驱动电缸的电动推杆通过第六铰链与所述小腿杆件的中间偏上的位置相铰接；和/或所述电动机械踝关节包括第七铰链、第八铰链、第九铰链和踝关节驱动电缸；所述小腿杆件的下端与所述足部构件的外侧的中间位置通过第七铰链直接或间接相铰接；所述踝关节驱动电缸的缸体通过第八铰...

【专利技术属性】
技术研发人员：王天，
申请(专利权)人：杭州程天科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33